俄方代表格爾斯、布策與崇厚於3月初開始談判，他們得寸進尺，貪得無厭，從通商、分界、補恤俄民三個方麵向中國政府不斷提出無理要求。以所謂“分界”來說，原本同治三年就已明確兩國界址，但俄方悄悄將塔爾巴哈台、伊犁、喀什噶爾三處界址重新修改。愚蠢的崇厚把俄方繪製的伊犁一處的分界地圖寄給總理衙門，奕新等人將之與同治三年伊犁將軍明誼所定界址相比照，發現“於西境、南境各畫去地數百裏，並伊犁通南八城之路隔斷，致伊犁一隅三麵皆為俄境，彈丸孤注，勢難居守”，遂驚呼“此萬不可許之事”，並立即通知崇厚“將通商、分界、償款各節通盤籌畫，以昭慎重”。接著，崇厚又給總理衙門寄去《新議通商章程十七款》，這些內容均關係到西北邊陲外交和商務往來要計，總理衙門更加感到事態嚴重，將原件飛遞陝甘總督左宗棠察核。左宗棠詳細分析條款的利害關係，指出俄方不僅意欲侵占我伊犁周邊大片領土，使伊犁成為三麵被圍的一座孤城，而且在新議界址中其他地方也大大有利於俄方，在通商方麵更是擴大到嘉裕關以內蘭州、秦州、漢中直達漢口、宜昌等處，“蓋欲為俄商廣貿易之路，而不為華商留一生機也”，“意在盡茶絲之利歸之俄商，盡陝甘、新疆之利並之俄國。星使（指崇厚——引者注）欲以誠感之，恐怖策貪狡居心，非誠所可動也”。總理衙門一些大臣此時也看清了沙俄的狼子野心，認為“此次收還伊犁或致與不收還同，或且不如不收之為愈”。崇厚的輕率讓步使朝廷甚為擔憂，為此警告崇厚“利害所關，必當權其輕重，未可因急於索還伊犁轉貽後患”。然而崇厚根本不以為然，該爭的不爭，該堅持的不堅持，不該讓步的輕率讓步，在隨後的談判中擅自答應俄方提出的其他條件，唯唯諾諾，低聲下氣，急切地催促俄方將條約草案送呈沙皇審批，使俄方代表喜出望外。這年10月2日，崇厚與俄國簽訂了喪權辱國的《裏瓦幾亞條約》。該條約共十八條，其主要內容為：伊犁歸還中國，但伊犁西境霍爾果斯河以西，伊犁南境特克斯河流域以及塔爾巴哈台（今新疆塔城）地區齋桑湖以東土地劃歸俄國；允許俄國在蒙古、新疆免稅貿易，增辟兩條到天津、漢口的陸路通商路線；俄國除在喀什噶爾及庫倫兩地原設有領事外，並允許在嘉裕關、烏裏雅蘇台、科布多、哈密、吐魯番、烏魯木齊、庫車等地再設立領事館：中國向俄國賠償兵費五百萬盧布。崇厚因家中夫人此時身患重病，歸心如箭，竟然“不候召命，擅自歸國”，在沒有得到朝廷允許的情況下便匆匆整理行囊回國交差。事後他在自述中辯解說：“屢次磋商，頗費唇舌，隻以我國兵力已疲，庫款支絀，邊防又不足恃，欲維大局之安危，不得已而勉應之，簽字換約。旋即拜折複奏，並迎折起行。”充分暴露其虛弱膽怯、焦躁不安、畏俄畏洋，卻又驕縱專橫、妄自尊大、罔顧國法、僭權越位的心態。就這樣，沙俄通過這一條約，不僅獲得五百萬盧布的賠款，還獲得了中國新疆大片領土，更重要的是取得了天山隘口的控製權，簡直比通過一場大規模戰爭冒險所獲取的利益還要多，而中國隻換得一所孤城伊犁。崇厚卻愚蠢地以為自己從俄國人手中要回了伊犁，是為朝廷立了一功。
條約內容傳到京城，朝野駭然，群情憤慨。朝廷官員紛紛上書，嚴辭譴責崇厚“違訓越權”、“辱命誤國”，要求重治其罪。尤其是清流派官員張之洞、黃體芳、張佩綸、寶廷等人要求朝廷廢除崇約、嚴懲崇厚的呼聲最為激烈。清廷於是宣布將崇厚革職查辦，交刑部嚴加議處，並將所簽條約交王公大臣們重新審議，商討補救方案。在朝廷上下強大輿論壓力下，清政府又將崇厚定為斬監候，接著宣布改派曾紀澤出使俄國，重新談判條約。
俄國得知崇厚遭嚴懲後十分惱怒，不僅其駐華公使氣勢洶洶向總理衙門責問，聲稱係對俄侮辱，而且發動各國駐華使臣全力申救崇厚。人們十分清楚，俄國表麵上在拯救崇厚，實際上是借機尋釁，施加壓力，目的是迫使清政府批準給俄國帶來巨大利益的《裏瓦幾亞條約》。在俄國極力鼓動下，英、法、美、德、意等各國駐華公使積極“從旁調停”，要清政府釋免崇厚。同時，俄國政府調動兵力，派多艘軍艦來華，又派多艘兵船到圖們江，意欲封堵港口，在各國商人中引起恐慌。沙俄在我國西北和東北邊境部署重兵，進行軍事恐嚇，戰爭一觸即發。恭親王奕新、北洋大臣李鴻章、南洋大臣劉坤一等人為避免戰爭，欲免崇厚死罪，而張之洞等清流派官員則指責“今者俄人恫喝，英法居間，首以赦免崇厚為請，而南北洋大臣張皇人告，樞臣不再汁，廷議無深謀，既無能戰之人，安有萬全之策？”他們力主不赦免崇厚，積極備戰，以應付沙俄挑釁。清流派官員反對列強蠶食中國，其愛國熱情誠然可嘉，但他們將維護清廷的“綱紀”看得過重，如張之洞所言“崇厚目無君父，貽害國家，其罪甚於耆英百倍。有臣若此，除論斬之外，本無他條可緩”，而對外交“務實”一麵，清流派官員則無切身體會與經驗。1880年6月21日的一次廷議中，張之洞說：“與其寬崇厚之獄，不如盡從俄約十八條。”劉坤一駁斥說：“此何說耶！不過謂紀綱重於疆土也，此則宋、明諸公之遺唾也。以俄約論，其中自有委曲，崇罪未必致死，朝廷亦必不殺之，上年所爭亦不過不殺崇已耳。使當時真殺之，則劫侯無可藉手，安得有今日之和盤妥處？但不依俄約，則不免決裂，患在目前；若依俄約，則莫杜覬覦，患在日後。”原首任駐英公使、此時已開缺回湖南湘陰老家休息的郭嵩燾從曾紀澤來信中看到崇厚與俄國簽訂的條約十八款，在日記中全文照錄，憤慨抨擊說：“崇地山收回伊犁一空城，竟舉天下大勢全付之俄人，至是而益知總署諸公之罪，無可逭矣。”麵對當時主戰派受到一片喝彩，反戰主和派遭到唾罵的形勢，郭嵩燾決心“以身任天下之詬譏”，毅然寫下論伊犁事宜六條上奏。他分析崇厚之所以貽誤國家的原因：“查崇厚貽誤國家，原情定罪，無可寬免。然推其致誤之由，一在不明地勢之險要，如霍爾果斯河近距伊犁，特克斯河截分南北兩路，均詳在圖誌，平時略無考覽，俄人口講指畫，乃直資其玩弄；一在不辨事理之輕重，其心意所注專在伊犁一城，則視其種種要求，皆若無甚關係，而惟懼收還伊犁之稍有變更；一在心懾俄人之強，而喪其所守。臣奉使出洋時，以崇厚曾使巴黎，就詢西洋各國情形，但言其船炮之精，兵力之厚，以為可畏。”他又說：“崇厚名為知洋務，徒知其可畏而已，是知其勢而不知其理，於處辦洋務終無所得於心也，一在力持敷衍之計而忘其貽害。臣在巴黎與崇厚相見，詢以使俄機宜，僅言伊犁重地，豈能不收回。頗心怪其視事之易，而亦見其但以收回伊犁為名，於國事之利病、洋情之變易，皆在所不計。……置身數萬裏之遙，一切情勢略無知曉，惟有聽俄人之恫喝欺誣，拱手承諾而已。”郭嵩燾還提出：“朝廷以議駁條約加罪使臣，是於定約之國，明示決絕，而益資俄人口實，使之反有辭以行其要挾。崇厚殷實有餘，宜責令報捐充餉贖罪，而無急加以刑以激俄人之怒，即各國公論，亦且援之，以助成俄人之勢。臣所謂定議崇厚罪名，當稍準萬國公法行之者此也。”郭嵩燾所指出的崇厚誤國之由十分在理。崇厚表麵上似乎熟悉洋務（尤其是前番為天津教案出使法國為其撈到相當政治資本），但其實並不懂得洋務，崇厚根本不知外洋情形而又十分畏洋，這是他誤國的根本所在。郭嵩燾提出按萬國公法議定崇厚罪名，合情合理又合法，這也由於郭嵩燾有首任駐英、法公使的經曆才能提出這一方案。《清史稿》說：“未幾，而俄事棘。崇厚以辱國論死，群臣多主戰，微調騷然。嵩燾於是條上六事：日收還伊犁，歸甘督核議；日遣使議還伊犁。當赴伊會辦；日直截議駁，暫聽俄人駐師；曰駐英、法公使不宜遣使俄；曰議定崇厚罪名，當稍準萬國公法；日廷臣主戰，止一隅見，當斟酌情理之平。上嘉其見確，已而召曾紀澤使俄，卒改約。”看來，郭嵩燾的六點主張是起了一定作用的。